METODY ALTERNATYWNE W
BADANIACH BIOZGODNOŚCI

Adrian Lech
TCh WIMiC

1

WPROWADZENIE

BIOMATERIAŁ

Biozgodność

2

Parametry wpływające na

biozgodność materiału

Budowa chemiczna

Dopasowanie do miejsca
implantacji

Wytrzymałość

Sprężystość

Wytrzymałość na kruche pękanie

Właściwości elektryczne i
magnetyczne

3

4

SKĄD WIEMY, ŻE MATERIAŁ JEST

BIOZGODNY?

Komórka zwierzęca –
najlepszy wskaźnik
biokompatybilności
powierzchni. Bada się
procesy adhezji, proliferacji oraz
sekrecji komórki na powierzchni
materiałów syntetycznych.

5

BADANIA BIOZGODNOŚCI

Metody badań biozgodności dzielimy na:

6

Klasyczne

Alternatywne

ALTERNATYWNE BADANIA
BIOZGODNOŚCI

W metodach alternatywnych dla badań biozgodności chodzi

w szczególności o to, aby jak najbardziej zmniejszyć lub

całkowicie wyeliminować udział testów na zwierzętach, czyli

zamienić testy in vivo na in vitro - takie, które są dokonywane

na komórkach poza organizmem żywym. Innym ważnym

powodem jest wyeliminowanie problemu różnicy gatunkowej.

7

in

vivo

in vitro

FORMA KONTAKTU KOMÓREK Z MATERIAŁEM

Hodowla w

bezpośrednim

kontakcie komórek

z materiałem

8

Hodowla w

obecności

płynnych

wyciągów z

materiałów

LINIE KOMÓRKOWE

9

Linie komórkowe pierwotne

Stosowane są do badań dopiero, gdy ich

metabolizm jest ustabilizowany, czyli nie

mogą to być komórki młode.

Charakteryzują się krótką żywotnością,

nie są więc najlepszym materiałem do

badań.

Linie komórkowe ciągłe

Są zdecydowanie lepszym wyborem

do zastosowania w badaniach.

Charakteryzują się nieograniczoną

proliferacją – taka linia komórkowa

nie obumiera.

WYPROWADZANIE LINII

KOMÓRKOWEJ

10

Narząd lub tkanka

Narząd lub tkanka

Eksplant narządu

Zawiesina komórek
(adhezja i proliferacja)

Hodowla pierwotna

Hodowla pierwotna

Pierwszy pasaż

Linia komórkowa

Linia komórkowa

Komórki po transformacji

spontanicznej

Komórki nowotworowe

Linia komórkowa ciągła

Linia komórkowa ciągła

Kolejne pasaże

Linia komórkowa pierwotna

Linia komórkowa pierwotna

BADANE REAKCJE KOMÓREK NA
PODŁOŻU

Adhezja

Proliferacja

Sekrecja

11

METODY BADAŃ ADHEZJI



Adhezję komórki na podłożu biomateriału wykrywa
się na podstawie fluorescencji wybarwień włókien
cytoszkieletu wewnątrz komórki.



Innym sposobem jest wykrywanie wiązań
kowalencyjnych i wodorowych pomiędzy receptorami
błony komórkowej a białkiem zaadsorbowanym na
powierzchni materiału (metoda biochemiczna).

12

METODY BADAŃ PROLIFERACJI



Test określający poziom jądrowego DNA – przy podziale
komórek najpierw dochodzi do podwojenia się ilości DNA w
jądrze komórkowym. Bada się szybkość podwojenia się
ilości DNA – im czas krótszy, tym większa zdolność do
proliferacji.



Diagnoza aktywności metabolicznej komórki –
biochemiczne metody oznaczenia enzymów jądrowych.
Szybkie tempo metabolizmu świadczy o przygotowaniu
komórki do podziału.



Określanie stanu czynnościowego komórki – poprzez
wykrywanie pewnych enzymów, które są odpowiedzialne
za transkrypcję DNA do mRNA. Ich obecność świadczy o
gotowości komórki do namnażania się.

13

METODY BADAŃ SEKRECJI

Oznaczanie poziomu białek aktywujących

procesy odbudowy (są to tzw. białka

wskaźnikowe).

14

METODY IN VITRO A IN VIVO



Krótki okres badań in vitro



Podobne wyniki badań obu metod



Wiarygodność wyników in vitro dzięki
możliwości wykonania badań w krótkim czasie



Uniknięcie różnic międzygatunkowych w
metodzie in vitro



Niemożność odtworzenia wszystkich
elementów dla badań in vitro obecnych w
badaniach in vivo

15

BIBLIOGRAFIA



Maciej Nałęcz, Biocybernetyka i
inżynieria biomedyczna 2000, tom IV:
Biomateriały, Warszawa, 2003r.



Ewa Stodolak, praca doktorska pt.
Badania nad modyfikacją
powierzchniową i wpływem włókien na
materiał polimerowy i odpowiedź
komórkową, Kraków, 2006r.

16